KR101145927B1 - 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

태양전지 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101145927B1
KR101145927B1 KR1020090091620A KR20090091620A KR101145927B1 KR 101145927 B1 KR101145927 B1 KR 101145927B1 KR 1020090091620 A KR1020090091620 A KR 1020090091620A KR 20090091620 A KR20090091620 A KR 20090091620A KR 101145927 B1 KR101145927 B1 KR 101145927B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protective film
solar cell
siloxane
solar cells
lower protective
Prior art date
Application number
KR1020090091620A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110034182A (ko
Inventor
이성은
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020090091620A priority Critical patent/KR101145927B1/ko
Priority to PCT/KR2010/006393 priority patent/WO2011037374A2/en
Priority to EP10819015.8A priority patent/EP2483932A4/en
Priority to CN201080041871.8A priority patent/CN102549768B/zh
Priority to US12/888,949 priority patent/US9564547B2/en
Publication of KR20110034182A publication Critical patent/KR20110034182A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101145927B1 publication Critical patent/KR101145927B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49355—Solar energy device making

Abstract

본 발명은 태양전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 복수의 이면 접합형 태양전지 셀들; 상기 태양전지 셀들의 이면에 배치되며, 인접한 태양전지 셀들을 전기적으로 연결하는 인터커넥터; 상기 태양전지 셀들을 보호하는 상부 및 하부 보호막; 상기 태양전지 셀들의 수광면 쪽으로 상기 상부 보호막 위에 배치되는 투명 부재; 및 상기 수광면의 반대쪽으로 상기 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트를 포함하며, 상기 상부 보호막과 하부 보호막은 서로 다른 재질로 이루어진다. 여기에서, 하부 보호막은 경화된 실록산(Siloxane), 예컨대 PDAS(poly dialkyl siloxane)로 이루어질 수 있으며, 상부 보호막은 필름 형태의 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)로 이루어질 수 있다.
태양 전지, 이면 접합, 실록산, liquid encapsulant

Description

태양전지 모듈 및 그 제조 방법{SOLAR CELL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양전지 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 신 재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지 셀이 주목받고 있으며, 근래에는 전자용 전극과 정공용 전극을 기판의 후면, 즉 빛이 입사되지 않는 면에 모두 형성함으로써 수광 면적을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키는 이면 접합형 태양전지 셀이 개발되고 있다.
이러한 이면 접합형 태양전지 셀은 원하는 출력을 얻기 위해 여러 개가 직렬 또는 병렬로 연결된 후 패널(panel) 형태로 방수 처리된 형태의 태양전지 모듈로 사용된다.
일반적으로, 이면 접합형 태양전지 셀들을 갖는 태양전지 모듈은 일정한 간격을 두고 배치된 복수의 이면 접합형 태양전지 셀들, 인접한 태양전지 셀들 사이의 상기 간격을 유지하는 실드(shield), 인접한 태양전지 셀들의 전극을 전기적으로 연결하는 인터커넥터, 태양전지 셀들을 보호하는 상부 및 하부 보호막, 태양전 지 셀들의 수광면 쪽으로 보호막 위에 배치되는 투명 부재, 및 수광면 반대쪽으로 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트(back sheet)를 포함한다.
여기에서, 실드는 점착제가 구비된 폴리에스테르 테이프(polyester tape)로 이루어지며, 인접한 태양전지 셀들 사이의 간격을 일정하게 유지하여 인접 셀들 간의 전기적 절연을 유지하기 위해 인접 셀들의 단부에 접착된다. 그리고 실드 위에는 인접 셀들의 전극을 전기적으로 연결하기 위한 인터커넥터가 배치된다.
실드는 위에서 말한 전기적 절연 외에, 태양 전지 모듈의 전방 측, 즉 수광면 측에서 관측할 때 인접한 셀들 사이의 공간을 통해 인터커넥터가 관측되는 것을 방지하는 작용도 한다.
그런데 상기 실드를 사용하는 경우에는 정확한 위치에 실드 부착을 위한 별도의 공정이 필요하고 또한 태양전지 모듈의 자동화 공정이 용이하지 않아 작업자에 의한 수작업으로 진행되어야 하므로 생산성 및 수율이 높지 않은 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지 모듈을 효율적으로 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조 방법에 의해 제조된 태양 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 복수의 이면 접합형 태양 전지 셀들; 상기 태양 전지 셀들의 이면에 배치되며, 인접한 태양 전지 셀들을 전기적으로 연결하는 인터커넥터; 상기 태양 전지 셀들을 보호하는 상부 및 하부 보호막; 상기 태양 전지 셀들의 수광면 쪽으로 상기 상부 보호막 위에 배치되는 투명 부재; 및 상기 수광면의 반대쪽으로 상기 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트를 포함하며, 상기 상부 보호막과 하부 보호막은 서로 다른 재질로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 하부 보호막은 경화된 실록산(Siloxane), 예컨대 PDAS(poly dialkyl siloxane)로 이루어질 수 있으며, 상부 보호막은 필름 형태의 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)로 이루어질 수 있다.
액상의 실록산 전구체는 태양전지 셀들에 도포된 후 일부의 실록산 전구체들이 유동성에 의해 태양전지 셀들의 사이 공간에 채워지게 된다. 그리고 이 상태에서 열처리를 통한 경화 공정에 의해 경화되어 상부 보호막과 접합된다.
태양 전지 모듈의 수광면 쪽에서 인터커넥터가 관측되는 것을 방지하기 위 해, 상기 인터커넥터의 표면은 이면 접합형 태양전지 셀과 동일한 색상 또는 후면시트와 동일한 색상, 예컨대 흑색 또는 백색으로 처리될 수 있다.
이러한 구성의 태양전지 모듈은, 투명 부재 위에 필름 형태의 상부 보호막을 배치하는 단계; 상기 상부 보호막 위에 복수의 이면 접합형 태양전지를 일정한 간격으로 배치하는 단계; 인접한 태양전지 셀들을 인터커넥터에 의해 전기적으로 연결하는 단계; 액상의 실록산 전구체를 상기 태양전지 셀들 위에 도포하여 도포된 상기 액상의 실록산 전구체의 일부가 상기 인접한 태양전지 셀들의 사이 공간에 채워지도록 하는 단계; 및 열처리를 이용한 경화 공정을 실시하여 상기 경화된 실록산과 필름 형태의 상부 보호막을 접합하는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
그리고 상기 열처리는 경화된 실록산 위에 후면 시트를 배치한 상태에서 실시할 수도 있으며, 200℃ 내지 400℃의 온도에서 실시할 수 있다.
경화된 실록산(Siloxane)으로 PDAS(poly dialkyl siloxane)를 사용할 수 있고, 상부 보호막으로 필름 형태의 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 사용할 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 인접한 태양전지 셀들의 간격을 유지하고 수광면 쪽에서 인터커넥터가 관측되는 것을 방지하기 위해 사용하던 테이프 형태의 실드를 제거할 수 있다.
또한 액상의 실록산을 사용하여 하부 보호막을 형성하므로, 모듈 제조 공정의 자동화가 가능하게 되어 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 이면 접합형 태양전지 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 모듈에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도로서, 후면 시트가 제거된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 부분 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시한 이면 접합형 태양전지의 부분 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 복수의 이면 접합형 태양전지 셀(110)들, 태양전지 셀(110)들의 이면에 배치되며 인접한 태양전지 셀(110)들을 전기적으로 연결하는 인터커넥터(120), 태양전지 셀(110)들을 보호하는 상부 보호막(130)과 하부 보호막(140), 태양전지 셀(110)들의 수광면 쪽으로 상부 보호막(130) 위에 배치되는 투명 부재(150) 및 수광면의 반대쪽으로 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트(160)를 포함한다.
도 1 및 도 2는 2개의 태양전지 셀(110)들만 도시하고 있지만, 태양전지 셀(110)들의 개수는 제한되지 않는다.
여기에서, 후면 시트(160)는 태양전지 모듈(110)의 후면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양전지 셀(110)들을 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 후면 시트(160)는 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
상부 보호막(130)은 태양전지 셀(110)들의 상부에 배치된 상태에서 하부 보호막(140)과 접합되어 태양전지 셀(110)들과 일체화되는 것으로, 상부 보호막(130)과 하부 보호막(140)은 습기 침투로 인한 태양전지 셀(110)들의 부식을 방지하고 태양전지 셀(110)들을 충격으로부터 보호한다.
본 발명의 실시예에서, 상부 보호막(130)과 하부 보호막(140)은 서로 다른 물질로 이루어진다.
상부 보호막(130)은 필름 형태로 제조된 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어진다. 하지만 하부 보호막(140)은 액상의 화합물을 열처리를 통해 경화한 물질, 예컨대 PDAS(poly dialkyl siloxane)를 포함하는 경화된 실록산(siloxane)으로 이루어진다.
액상의 실록산이 태양전지 셀(110)들 위에 도포되면 도포된 실록산 전구체 중 일부는 유동성으로 인해 태양전지 셀(110)들의 사이 공간에 채워지게 되며, 이 상태에서 열처리를 통해 경화된다.
상기한 모듈 구조에서 하부 보호막(140)을 액상의 화합물로 형성하는 것은 종래에 사용하던 실드를 제거함으로써 모듈 제조 공정의 자동화가 가능하게 하기 위함으로, 이에 대해서는 이하에서 설명할 모듈 제조 방법에서 상세히 설명한다.
상부 보호막(130) 위에 위치하는 투명 부재(150)는 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저(low) 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 투명 부재(150)는 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing) 처리될 수 있다.
그리고 인터커넥터(120)는 전도성 금속으로 이루어지며, 태양전지 셀(110)들에 형성된 연결금속전극(tabbing metal electrode, 도시하지 않음)에 솔더링되어 인접한 태양전지 셀(110)들을 전기적으로 연결한다.
한편, 본 발명의 실시예에 의하면, 인접 셀(110)들 간의 간격 및 전기적 절연이 하부 보호막(140)에 의해 이루어지게 된다. 따라서 태양전지 모듈의 수광면 쪽에서 관측할 때 인접 셀(110)들 사이의 공간으로 인터커넥터(120)가 관측될 수 있다.
그런데 인터커넥터(120)는 셀(110)과는 다른 색상의 전도성 금속으로 이루어진다. 따라서 미관을 향상시키기 위해 인터커넥터(120)의 한 표면, 즉 수광면을 향하는 표면을 태양 전지 셀(110)의 반도체 기판(111)과 동일한 색상 또는 후면시트와 동일한 색상, 예컨대 흑색 또는 백색으로 처리하는 것이 바람직하다.
또한 인터커넥터(120)에는 열에 의한 수축 및 팽창에 기인하는 스트레인(strain)을 감소시키기 위한 목적으로 슬릿(slit)(122)을 형성할 수 있다.
태양전지 모듈에 사용되는 이면 접합형 태양전지 셀(110)은 도 3에 도시한 바와 같이 전도성 타입의 반도체 기판(111), 반도체 기판(111)의 한 면, 예컨대 수광면에 형성된 전면 전계부(FSF: front surface field)(112), 전면 전계부(112) 위에 형성된 반사 방지막(113), 반도체 기판(111)의 다른 면, 즉 이면에 형성되어 있고 제1 전도성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제1 도핑부(114), 제1 도핑부(114)와 인접한 위치에서 반도체 기판(111)의 이면에 형성되고 제1 전도성 타입과 반대 타입인 제2 전도성 타입의 불순물이 고농도로 도핑된 제2 도핑부(115), 제1 도핑부(114)와 제2 도핑부(115)의 일부를 노출하는 후면 보호막(116), 후면 보호막(116)에 의해 노출된 제1 도핑부(114)와 전기적으로 연결되는 정공용 전극(또는 제1 전극)(117), 그리고 후면 보호막(116)에 의해 노출된 제2 도핑부(115)와 전기적으로 연결되는 전자용 전극(또는 제2 전극)(118)을 구비한다.
반도체 기판(111)의 수광면은 복수 개의 요철을 구비한 텍스처링 표면(texturing surface)으로 형성될 수 있다. 이 경우 전면 전계부(112) 및 반사 방지막(113)도 텍스처링 표면으로 형성된다.
반도체 기판(111)은 제1 전도성 타입, 예를 들어 n형의 단결정질 실리콘으로 이루어진다. 하지만 이와는 달리, 반도체 기판(111)은 p형의 전도성 타입을 가질 수 있고, 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 또한 반도체 기판(111)은 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다.
반도체 기판(111)의 수광면이 텍스처링 표면으로 형성되므로, 빛의 흡수율이 증가되어 태양전지의 효율이 향상된다.
반도체 기판(111)의 텍스처링 표면에 형성된 전면 전계부(112)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(111)보다 높은 고농도로 도핑된 막으로서, 후면 전계부(BSF: back surface field)와 유사한 기능을 수행한다. 따라서 입사되는 빛에 의해 분리된 전자와 정공이 반도체 기판(111)의 수광면 표면에서 재결합되어 소멸하는 것이 방지된다.
전면 전계부(112)의 표면에 형성된 반사 방지막(113)은 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiO2) 등으로 이루어진다. 반사 방지막(113)은 입사되는 태양광의 반사율을 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양전지의 효율을 높인다.
반도체 기판(111)의 이면에 형성된 제1 도핑부(114)에는 p형 불순물이 고농도로 도핑되어 있으며, 제2 도핑부(115)에는 n형 불순물이 반도체 기판(111)보다 높은 고농도로 도핑되어 있다. 따라서 제1 도핑부(114)는 n형의 반도체 기판(111)과 p-n 접합을 형성한다.
제1 도핑부(114)와 제2 도핑부(115)는 캐리어(정공과 전자)들의 이동 통로로서 작용하며, 정공과 전자가 각각 제1 도핑부(114)와 제2 도핑부(115) 방향으로 모이도록 한다.
제1 도핑부(114)와 제2 도핑부(115)의 일부분을 노출하는 후면 보호막(116)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 조합 등으로 형성된다.
후면 보호막(116)은 전자와 정공으로 분리된 캐리어가 재결합되는 것을 방지하고 입사된 빛이 외부로 손실되지 않도록 태양 전지 내부로 반사시켜 외부로 손실되는 빛의 양을 감소시킨다. 후면 보호막(116)은 단일막으로 형성될 수 있지만, 이중막 또는 삼중막과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
후면 보호막(116)으로 덮여지지 않은 제1 도핑부(114)와 이 제1 도핑부(114)에 인접한 후면 보호막(116) 부분 위에는 제1 전극(117)이 형성되고, 후면 보호막(116)으로 덮여지지 않은 제2 도핑부(115)와 이 제2 도핑부(115)에 인접한 후면 보호막(116) 부분 위에는 제2 전극(118)이 형성된다.
따라서 제1 전극(117)은 제1 도핑부(114)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극(118)은 제2 도핑부(115)와 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 전극(117, 118)은 일정 간격을 두고 한 방향으로 서로 평행하게 뻗어 있다.
제1 및 제2 전극(117, 118)의 일부가 후면 보호막(116)의 일부와 중첩되어 버스바(busbar) 영역으로 연결되므로, 외부 구동 회로 등과의 접속 시 접촉 저항 및 시리즈 저항이 줄어들어 셀 효율이 향상될 수 있다.
그러면, 도 4를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참고로 하면, 먼저, 투명 부재(150) 위에 필름 형태의 상부 보호막(130)을 배치한다. 여기에서, 상부 보호막(130)은 위에서 말한 바와 같이 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)로 이루어진다.
상부 보호막(130)을 배치한 후, 상부 보호막(130) 위에 복수의 이면 접합형 태양 전지 셀(110)들을 일정한 간격으로 배치한다. 그리고 인터커넥터(120)를 인접한 태양전지 셀(110)들의 연결금속전극(도시하지 않음)에 솔더링하여 인접한 태양 전지 셀(110)들을 전기적으로 연결한다.
이후, 액상의 실록산 전구체, 예컨대 디메칠실릴옥시아크릴레이트 (dimethylsilyloxyacrylate)를 태양전지 셀(110)들 위에 도포한다. 이와 같이 액상의 실록산 전구체를 도포하면, 도포된 액상의 실록산 전구체의 일부분이 인접한 태양전지 셀(110)들의 사이 공간에 채워지게 된다. 이때, 실록산의 도포량은 적절한 범위 내에서 조절이 가능하다.
계속하여, 액상의 실록산 전구체 위에 후면 시트(160)를 배치하고, 200℃ 내지 400℃의 온도로 열처리를 하여 액상의 실록산 전구체를 경화시킨다. 열처리를 통한 경화 공정을 실시하면 액상의 실록산 전구체는 필름 형태의 상부 보호막(130)과 접합되며, 또한 후면 시트(160)와도 접합된다. 상부 보호막(130)과 투명 부 재(150)의 접합은 상기 열처리 공정에 의해 이루어질 수도 있고, 별도의 라미네이트 공정에 의해 이루어질 수도 있다.
이러한 모듈 제조 방법에 의하면, 인접한 태양전지 셀들 간의 간격이 하부 보호막에 의해 유지되고, 또한 하부 보호막에 의해 인접 셀들 간의 절연이 유지된다. 그리고 액상의 화합물을 도포하여 하부 보호막을 형성하므로, 각 부품의 배치 작업을 자동화하는 것이 가능하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도로서, 후면 시트가 제거된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 이면 접합형 태양전지의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 간단한 설명*
110: 태양전지 셀 120: 인터커넥터
130: 상부 보호막 140: 하부 보호막
150: 투명 부재 160: 후면 시트

Claims (12)

  1. 복수의 이면 접합형 태양 전지 셀들;
    상기 태양전지 셀들의 이면에 배치되며, 인접한 태양전지 셀들을 전기적으로 연결하는 인터커넥터;
    상기 태양전지 셀들을 보호하는 상부 및 하부 보호막;
    상기 태양전지 셀들의 수광면 쪽으로 상기 상부 보호막 위에 배치되는 투명 부재; 및
    상기 수광면의 반대쪽으로 상기 하부 보호막의 하부에 배치되는 후면 시트
    를 포함하며,
    상기 하부 보호막은 경화된 실록산(Siloxane)으로 이루어지며,
    상기 인접한 태양전지 셀들의 사이 공간에 상기 하부 보호막이 채워지는 태양전지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 하부 보호막은 PDAS(poly dialkyl siloxane)로 이루어지는 태양전지 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 인터커넥터의 표면 중 상기 하부 보호막과 접촉되는 전면은 흑색 또는 백색으로 처리되는 태양전지 모듈.
  7. 투명 부재 위에 상부 보호막을 형성하는 단계;
    상기 상부 보호막 위에 복수의 이면 접합형 태양전지 셀들을 일정한 간격으로 배치하는 단계;
    인접한 태양전지 셀들을 인터커넥터에 의해 전기적으로 연결하는 단계;
    액상의 실록산 전구체를 상기 태양전지 셀들 위에 도포하여 도포된 상기 액상의 실록산 전구체의 일부가 상기 인접한 태양전지 셀들의 사이 공간에 채워지도록 하는 단계; 및
    열처리를 이용한 경화 공정을 실시하여 상기 액상의 실록산 전구체와 필름 형태의 상부 보호막을 접합하는 단계
    를 포함하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 경화된 실록산 위에 후면 시트를 배치한 상태에서 상기 열처리를 실시하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    200℃ 내지 400℃의 온도로 상기 열처리를 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,
    상기 경화된 실록산(Siloxane)으로 PDAS(poly dialkyl siloxane)를 사용하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 상부 보호막으로 필름 형태의 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 사용하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
  12. 제1항에서, 상기 상부 보호막과 상기 하부 보호막은 서로 다른 재질로 이루어지는 태양전지 모듈.
KR1020090091620A 2009-09-28 2009-09-28 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 KR101145927B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091620A KR101145927B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
PCT/KR2010/006393 WO2011037374A2 (en) 2009-09-28 2010-09-17 Solar cell module and method of manufacturing the same
EP10819015.8A EP2483932A4 (en) 2009-09-28 2010-09-17 SOLAR CELL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
CN201080041871.8A CN102549768B (zh) 2009-09-28 2010-09-17 太阳能电池模块及其制造方法
US12/888,949 US9564547B2 (en) 2009-09-28 2010-09-23 Solar cell module and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090091620A KR101145927B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 태양전지 모듈 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110034182A KR20110034182A (ko) 2011-04-05
KR101145927B1 true KR101145927B1 (ko) 2012-05-15

Family

ID=43778937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090091620A KR101145927B1 (ko) 2009-09-28 2009-09-28 태양전지 모듈 및 그 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9564547B2 (ko)
EP (1) EP2483932A4 (ko)
KR (1) KR101145927B1 (ko)
CN (1) CN102549768B (ko)
WO (1) WO2011037374A2 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101878397B1 (ko) * 2011-11-18 2018-07-16 인텔렉츄얼 키스톤 테크놀로지 엘엘씨 태양전지 및 그 제조 방법
KR101306484B1 (ko) * 2011-11-25 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치
US8636198B1 (en) * 2012-09-28 2014-01-28 Sunpower Corporation Methods and structures for forming and improving solder joint thickness and planarity control features for solar cells
JP6213907B2 (ja) * 2012-11-30 2017-10-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
CN103236461B (zh) * 2013-04-03 2016-05-25 友达光电股份有限公司 光电转换模块
CN105322032A (zh) * 2014-07-30 2016-02-10 英稳达科技股份有限公司 太阳能电池
KR20170027956A (ko) * 2015-09-03 2017-03-13 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
US20190341515A1 (en) * 2016-12-08 2019-11-07 Kaneka Corporation Solar cell module
JP2018195653A (ja) * 2017-05-15 2018-12-06 パナソニック株式会社 太陽電池モジュール
CN108987493A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 刘庆东 太阳能电池板
CN111223964B (zh) * 2020-01-10 2021-08-03 珠海格力电器股份有限公司 免焊光伏组件的制造工艺及光伏组件
CN114203847B (zh) 2022-02-18 2022-07-15 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种背接触电池连接用异形焊带

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07302925A (ja) * 1994-04-30 1995-11-14 Canon Inc 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2001135846A (ja) * 1999-11-05 2001-05-18 Honda Motor Co Ltd 太陽電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6743868B2 (en) * 2002-07-18 2004-06-01 Dow Corning Corporation Polyamide based thermoplastic silicone elastomers
EP1644989B9 (en) * 2003-07-07 2012-04-04 Dow Corning Corporation Encapsulation of solar cells
JP2005191479A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Sekisui Jushi Co Ltd 太陽電池モジュール
US7718888B2 (en) * 2005-12-30 2010-05-18 Sunpower Corporation Solar cell having polymer heterojunction contacts
US20080053516A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Richard Allen Hayes Solar cell modules comprising poly(allyl amine) and poly (vinyl amine)-primed polyester films
US20080236655A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Baldwin Daniel F Solar module manufacturing processes
US20090032087A1 (en) 2007-02-06 2009-02-05 Kalejs Juris P Manufacturing processes for light concentrating solar module
CN101897033B (zh) * 2007-12-17 2012-11-14 高通Mems科技公司 具有干涉式背面掩模的光伏装置及其制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07302925A (ja) * 1994-04-30 1995-11-14 Canon Inc 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2001135846A (ja) * 1999-11-05 2001-05-18 Honda Motor Co Ltd 太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
EP2483932A2 (en) 2012-08-08
KR20110034182A (ko) 2011-04-05
US20110073166A1 (en) 2011-03-31
EP2483932A4 (en) 2013-06-12
WO2011037374A3 (en) 2011-08-25
US9564547B2 (en) 2017-02-07
WO2011037374A2 (en) 2011-03-31
CN102549768B (zh) 2016-07-06
CN102549768A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101145927B1 (ko) 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
KR101130197B1 (ko) 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102175893B1 (ko) 태양 전지 모듈의 제조 방법
JP5289625B1 (ja) 太陽電池モジュール
US9608140B2 (en) Solar cell and solar cell module
JP6648986B2 (ja) 太陽電池素子および太陽電池モジュール
US9337357B2 (en) Bifacial solar cell module
KR20140003691A (ko) 태양 전지 모듈 및 이에 적용되는 리본 결합체
US10396233B2 (en) Solar cell and solar cell module
JP2011134999A (ja) 太陽電池モジュール
KR101092468B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101694553B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR101614166B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
EP3125300B1 (en) Solar cell and solar cell module using same
EP3435426A1 (en) Solar cell, solar cell module, and method for manufacturing solar cell
KR20130087099A (ko) 양면 수광형 태양전지의 제조 방법
KR101739044B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템
KR101680388B1 (ko) 태양전지 모듈
KR101889847B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템
KR20150092603A (ko) 태양 전지 모듈
KR102191907B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
KR20120031808A (ko) 태양전지 제조방법
KR20110095629A (ko) 태양전지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150424

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160422

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180424

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190424

Year of fee payment: 8